Transcript Przemiana zol-żel

Żele i przemiana zol-żel
Żele i przemiana zol-żel
Pojecie żelu przypisuje się ogromnej grupie
roztworów syntetycznych lub naturalnych
polimerów i zawiesin koloidalnych, które w
pewnych warunkach posiadają cechy
sztywności charakterystyczne dla ciała
stałego.
Ale i tak nie ma jednoznacznej definicji  !!
Żele i przemiana zol-żel
Kiedy powstaje żel ??
Najczęściej na skutek oddziaływań
międzycząsteczkowych:
- Elektrostatycznych
- Van Der Walsa
- Wiązań wodorowych
- Wiązań czysto chemicznych (kowalencyjnych)
- Lub wszystkich na raz
Żele i przemiana zol-żel
W żywności najczęściej występują żele
słabe czyli nie związane chemicznie.
Wykorzystuje się też jako preparaty
pomocnicze żele usieciowane chemicznie
np. matryce do immobilizacji enzymów czy
mikroorganizmów.
Żele i przemiana zol-żel
Żele wykorzystywane są jako potrawy same w sobie lub są nośnikami
różnorodnych składników żywności. Do najpopularniejszych substancji
żelujących należą:
- Żelatyna
- Albumina jaja kurzego
- Białka serwatkowe
- Agar
- Karageny
- Skrobia i jej modyfikaty
- Guma gellan
- Różne kombinacje powyższych – synergizmy, lub obecność innych
związków mało cząsteczkowych
Żele i przemiana zol-żel
Siła (moc) żelu
•
In the gelatine world, gel strength is traditionally referred as Bloom. It is the
force, expressed in grams, necessary to depress by 4 mm the surface of a
gelatine gel with a standard plunger (AOAC). The gel has a concentration of
6.67% and has been kept 17 hours at 10°C.
•
Bloom is linked to mechanical elasticity of the gel and is used to classify
gelatine types. It generally ranges from 50 to 300 Bloom. We may sometime
refer to Low, Medium or High Bloom, with the following limits:
Low Bloom: gel strength below 120-g
Medium Bloom: gel strength between 120 and 200-g
High Bloom: gel strength above 200-g
•
•
•
Żele i przemiana zol-żel
Żelowanie chemiczne może być prowadzone
dwojako:
Monomery w rekcji polimeryzacji wytwarzją przestrzenną elastyczną sieć żelu
Poszczególne łańcuchy łączą się w przestrzenną sieć poprzez mniejsze cząsteczki
zwane czynnikiem sieciującym.
W technologii żywności używa się tylko tego drugiego sposobu do modyfikacji skrobi (np.
adypinian dwuskrobiowy)
-
Żele i przemiana zol-żel
Żelowanie fizyczne wywoływane jest
najczęściej:
- Zmianą temperatury (żelatyna, pektyny)
- Zmianą jakości rozpuszczalnika
(praktycznie każdy układ)
- Dodatkiem jonów metali (karagen,
ksantan)
Żele i przemiana zol-żel
Agregacja sferycznych cząstek
Fizyczny żel z krystalicznymi fragmentami
Cząstki typu „sztywne pałeczki”
Chemiczny żel z kowalencyjnymi węzłami
Żele i przemiana zol-żel
Najczęściej powstanie żelu spożywczego poprzedzone jest przemianą kłębek - helisa
Słaby żel
Silny żel
Precypitacja
Pałeczki
w roztworze
Żele i przemiana zol-żel
Żele i przemiana zol-żel
Żele i przemiana zol-żel
Żel pektynowy
Żel sacharoza/kwas
• Pektyna 0.2 - 1.5%
• Niskie pH od 2.8 - 3.2 (wygasza jonizację) – daje mniejsze
odziaływania
• Sacharoza (65 -70%) – „odwadnia” pektynę i prowadzi do
„rywalizacji” o wodę i w rezultacie powstają mostki wodorowe
Żele i przemiana zol-żel
Żel pektynowy
O
C
O-
O
C
+ +
Ca
-O
Żele i przemiana zol-żel
galacturonic acid forming cells for cations
Żele i przemiana zol-żel
CH OH
2
CH 2 OH
CH 2 OH
O
O
O
OH
OH
OH
O
O
O
OH
OH
OH
AMYLOSE
CH 2 OH
CH OH
2
CH 2 OH
O
O
O
O
OH
O
OH
OH
O
OH
OH
CELLULOSE
AMORPHOUS
REGIONS
CRYSTALLINE REGIONS
OH
Żele i przemiana zol-żel
Żele i przemiana zol-żel
Żele i przemiana zol-żel
Żele i przemiana zol-żel
Żele i przemiana zol-żel
Jon
Żele i przemiana zol-żel
Żele i przemiana zol-żel
Guluronic acid
Mannuronic acid
Żele i przemiana zol-żel
Żele i przemiana zol-żel
Agaroza